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INPE amplia monitoramento da Amazônia com dados da nova geração de satélites ambientais

por INPE
Publicado: Jul 24, 2018
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São José dos Campos-SP, 24 de julho de 2018

Os satélites são ferramentas importantes para estudar as mudanças que ocorrem nos ecossistemas terrestres e oceânicos. Através de tecnologias espaciais é possível responder questões sobre as mudanças climáticas, bem como observar as alterações que ocorrem na cobertura vegetal dos biomas e monitorar os recursos naturais de forma geral. O Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) possui infraestrutura para recepção, armazenamento e processamento de imagens de satélites, em seu Centro de Dados de Sensoriamento Remoto (CDSR).

As atividades de recepção de imagens iniciaram na década de 1970, com ERTS-1, o primeiro satélite da série Landsat, desenvolvido pela Administração Nacional do Espaço e da Aeronáutica dos Estados Unidos (NASA). Os dados de satélites meteorológicos e de Observação da Terra, como Landsat-7 e Landsat-8, Resourcesat-2 e o CBERS-4 têm sido usados no desenvolvimento de projetos do INPE para o monitoramento do desmatamento e degradação da Amazônia.

“O Centro de Dados de Sensoriamento Remoto do INPE é referência na disseminação de dados e imagens de satélites no mundo. Sua infraestrutura atende a comunidade de usuários de imagens, que são usadas em diversas aplicações de sensoriamento remoto. Esse é um exemplo claro de uso pacífico do espaço”, diz a pesquisadora Josiane Mafra, da Divisão Geral de Imagens, ligada à Coordenação de Observação da Terra do INPE.

Realizar melhorias nos sistemas de recepção, armazenamento, processamento e distribuição de imagens de satélites, ampliando e aprimorando o monitoramento ambiental por satélites que o INPE realiza, foi um dos objetivos do Projeto Monitoramento Ambiental por Satélites no Bioma Amazônia (MSA), financiado pelo Fundo Amazônia e executado pelo INPE em parceria com o Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES).

Promover melhorias nos serviços que o INPE realiza é tarefa essencial para a utilização de dados de novos satélites nas ações de prevenção e controle do desmatamento e incêndios florestais na Amazônia brasileira. Informações fornecidas pelos satélites CBERS-4, LANDSAT-8, RESOURCESAT-2 e UK-DMC-2, bem como pelos satélites meteorológicos NPP, NOAA, METOP-B, GOES e METEOSAT, ampliaram consideravelmente a quantidade e qualidade das imagens disponíveis aos usuários.

O INPE possui hoje três estações desse tipo, duas em Cuiabá (MT) e uma em Cachoeira Paulista (SP).  A Estação de Recepção e Gravação (ERG) de dados de satélites de Cuiabá conta com dois sistemas completos de antenas de Banda X, uma com 10m de diâmetro e outra com 11m. Ambas formam um sistema único e flexível, com diferentes equipamentos receptores, cuja configuração é realizada através de um computador central que funciona como console único de operação. A ERG de Cuiabá conta também com mais dois sistemas menores capazes de receber a família de satélites meteorológicos. Já a ERG de Cachoeira Paulista possui uma antena de Banda X com 5,4m de diâmetro e uma segunda antena com 2,8m de diâmetro, que são responsáveis pela recepção dos satélites de sensoriamento remoto e também meteorológicos.

Constantes melhorias e aperfeiçoamentos são implementados na infraestrutura de armazenamento e processamento do INPE, tais como aquisição de discos e servidores de alto desempenho, aquisição de peças e equipamentos de sistema de recepção e aquisição de peças para manutenção elétrica e de ar condicionado do Centro de Dados. Anualmente o CDSR/INPE cresce em torno de 50 Tb de dados, os quais mantêm disponíveis através do seu catálogo de imagens.

SPRING

Além da infraestrutura de recepção e processamento dos dados de satélites, o Projeto MSA também incluiu o aperfeiçoamento e ampliação das funcionalidades do Sistema de Processamento de Informações Georeferencidas (SPRING), utilizado para aprimorar a qualidade dos dados usados no monitoramento do desflorestamento. O SPRING é um software livre para tratamento de imagens e informação geográfica, em contínuo desenvolvimento pelo INPE desde a década de 1990 e hoje conta com mais de 241.000 usuários cadastrados no Brasil e no exterior.

“O SPRING é um Sistema de Informação Geográfica (SIG) no estado-da-arte com funções de processamento de imagens, análise espacial, modelagem numérica de terreno e consulta a bancos de dados espaciais. É um mecanismo eficiente de difusão do conhecimento desenvolvido pelo INPE e seus parceiros. Dentre as diversas melhorias presentes na versão atual, destacamos a utilização da biblioteca Terralib 5.2 e atualização de bibliotecas externas, tais como, Libtiff, Libfreetypes, Libshapefile, entre outros”, conta o pesquisador Carlos Felgueiras, da Divisão de Processamento de Imagens do INPE.

Segundo Felgueiras, das ações desenvolvidas no decorrer do Projeto MSA para o aperfeiçoamento e ampliação das funcionalidades do SPRING, “destacam-se ainda a inclusão de novos segmentadores e classificadores de imagens de sensoriamento remoto; a atualização dos filtros de restauração para os sensores das imagens dos satélites CBERS-4 e LandSat-8; a leitura e armazenamento de formatos de imagens BigTiff e informações em arquivos no formato CSV; expansão da função de recorte para vários polígonos, e inclusão do gerenciador de  banco de dados SqlServer”.

DETER-C

Durante o Projeto MSA, o INPE também desenvolveu um novo sistema para monitoramento contínuo do desmatamento e degradação florestal na Amazônia, usando a combinação de dados de diferentes satélites da classe LANDSAT, que possui resolução espacial de 30 metros, como por exemplo, o CBERS-4 MUX (20 m), RESOURCESAT-2 LISS3 (23 m), DMC-2 (22 m) e mais recentemente SENTINEL-2A MSI (10 m). O DETER-C é um aprimoramento do Sistema Detecção de Desmatamento em Tempo Real (DETER), que o INPE colocou em prática em 2004 como forma de contribuição ao Plano de Ação para Prevenção e Controle do Desmatamento na Amazônia Legal (PPCDAm), do Ministério do Meio Ambiente (MMA).

O sistema DETER apresenta resolução moderada de 250 metros e capacidade de detecção de novos polígonos de desmatamentos com no mínimo 25 hectares. Em 2014, foi lançado o DETER–B, que utiliza dados de imagens na resolução aproximada de 60 metros (Satélites RESOURCESAT-2 – AWiFS; CBERS-4 – WFI), permitindo assim a detecção de polígonos de desmatamento com área mínima de três hectares.

“Desde o início do monitoramento da Amazônia pelo INPE, o padrão de desmatamento mudou bastante. Se antes o desmatamento estava concentrado na abertura de grandes áreas contíguas, atualmente observamos que muitas áreas pequenas compõem grande parcela da degradação. Isso tornou essencial o aprimoramento do sistema de monitoramento, sobretudo com aumento das resoluções espacial e temporal dos sensores”, explica Dalton Valeriano, pesquisador da Divisão de Sensoriamento Remoto do INPE e coordenador do Programa Amazônia.

O DETER-C tem a capacidade de detecção de polígonos de desmatamentos de um hectare ou maior e com capacidade de mapeamento para eventos maiores que três hectares. Além disso, com esta resolução espacial, o sistema é capaz de discriminar com exatidão, além do desmatamento, áreas afetadas por exploração de madeira por corte seletivo que muitas vezes precedem o desmatamento, assim como as áreas degradadas por incêndios florestais, que frequentemente ocorrem após o ciclo de exploração madeireira.

Projeto Monitoramento Ambiental por Satélites no Bioma Amazônia (MSA) teve início em 2014 para apoiar o desenvolvimento de estudos sobre usos e cobertura da terra no bioma Amazônia, bem como a ampliação e o aprimoramento do monitoramento ambiental por satélites realizado pelo INPE. Foi executado pelo Instituto através de sua instituição de apoio, a Fundação de Ciência, Aplicações e Tecnologias Espaciais (Funcate) e o BNDES, com recursos do Fundo Amazônia. Nos dias 13 e 14 de agosto, no INPE em São José dos Campos ocorre o seminário de encerramento do projeto, onde serão apresentados e discutidos os resultados obtidos durante sua execução.

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